ICS 75.020 SY E 20 备案号：57652—2017 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T63852016 代替SY/T6385—1999 覆压下岩石孔隙度和渗透率 测定方法 Porosityandpermeabilitymeasurementunderoverburdenpressure 201612-05发布 2017-05-01实施 国家能源局 发布 SY/T6385—2016 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 原理及方法 5 仪器设备 6 实验准备 实验步骤 7 3 数据处理 8 9 数值修约 10 原始记录和测定报告格式 6 附录A（资料性附录） 覆压下岩石孔隙度和渗透率测定原始记录格式 附录B（资料性附录） 覆压下岩石孔隙度和渗透率测定报告格式 SY/T6385—2016 前言 本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则 起草。 本标准代替SY/T6385—1999《覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法》，与SY/T6385—1999相 比，主要做了如下修订： -增加了主要术语的英文描述（见第3章）； 一对测定原理和方法做了更加详细的阐述（见第4章）； 一增加了疏松砂岩的前处理技术要求（见6.1.2和6.1.3）； 一增加了孔隙度和渗透率的计算公式（见8.1和8.2）。 本标准由油气田开发专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：中国石化股份公司胜利油田分公司勘探开发研究院、提高石油采收率国家重点 实验室（中国石油勘探开发研究院）、国家能源稠（重）油开采研发中心（中国石油辽河油田公司勘 探开发研究院）、华北油气分公司石油工程技术研究院。 本标准主要起草人：王胜、李奋、曲岩涛、刘其成、李培伦、张礼臻、张祖波、吕伟峰、乔国安、 伦增珉、张泉。 II SY/T6385—2016 覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法 1范围 本标准规定了覆压下岩石孔隙度和渗透率测定的基本原理、测定方法和主要仪器设备的技术 指标。 本标准规定了气体作为覆压下岩石孔隙度和渗透率的测定介质。 本标准规定了静水压力加压方式下岩石孔隙度和渗透率的测定方法。 本标准适用于沉积岩覆压下孔隙度和渗透率的测定，其他类型岩石可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T29172—2012岩心分析方法 SY/T5815岩石孔隙体积压缩系数测定方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 上覆压力overburdenpressure 上部覆盖岩石层加在下部岩石单元上的压力。 3.2 孔隙压力porepressure 地层孔隙所承受的流体压力，亦称地层压力。 3.3 有效上覆压力 effectiveoverburdenpressure 上覆压力与孔隙压力之差。 4原理及方法 4.1概述 实验室常用静水压力加压的方式对岩样施加上覆压力，即岩样在各个方向上受到的应力均相等。 通常采用保持孔隙压力不变、逐渐增大上覆压力实现不同压力下的孔隙度和渗透率的测定。 4.2孔隙度测定原理及方法 岩石孔隙度即为岩石孔隙体积与总体积之比，通过测定岩石的总体积、颗粒体积和孔隙体积三个 1 SY/T6385—2016 参数中的任意两个即可获得岩石的孔隙度。在覆压条件下，岩石的总体积、颗粒体积和孔隙体积均发 生变化，其中颗粒体积的变化非常小，在忽略颗粒体积变化的前提下，测定岩石的总体积和孔隙体积 来获得孔隙度。 4.3渗透率测定原理及方法 气体渗透率测定方法分稳态法和非稳态法两种：稳态法渗透率的测定依据达西定律，即流体通过 单位横截面积多孔介质的体积流速（即体积流量）与势能梯度成正比，与流体的黏度成反比。非稳态 法是采用“压力下降”技术，也就是采用孔隙压力随时间的衰减变化规律计算岩石的渗透率。 5仪器设备 5.1 覆压下岩石孔隙度和渗透率测定仪： 技术指标：工作压力不小于50.0MPa，压力传感器精度±0.1%。 5.2氮气孔隙度测定仪： 技术指标：氨气注人压力为0.70MPa~1.50MPa，压力传感器精度土0.1%。 5.3其他工具和仪表： a）大气压力表：0.4级。 b）游标卡尺：分度值为0.02mm。 6实验准备 6.1岩样钻取 6.1.1胶结岩样钻取 按GB/T29172一2012的要求，依据仪器设备的岩心夹持器尺寸钻取柱状岩样，岩样长度与直径 之比不小于1.0，确保圆柱的两个端面平行且垂直于其轴线。 6.1.2疏松岩样钻取 6.1.2.1 将疏松岩心置于低温环境里充分冷冻，确保岩样在钻切过程中不变形。 6.1.2.2以液氮作为循环介质，依据仪器设备的岩心夹持器尺寸在已充分冷冻的岩心上钻取柱状岩 样，岩样长度与直径之比不小于1.0，要求圆柱的两个端面平行且垂直于其轴线。 6.1.3疏松岩样包封 6.1.3.1用聚四氟乙烯生胶带将岩样轴面包裹两层，岩样两个端面各放置两层尺寸合适的钢丝网（其 中内层为200目，外层为80目~100目），再用热缩套或锡（镍）皮包封岩样轴面，并将钢丝网紧贴 岩样端面后固定。注意岩样上如有较大的缺口或孔洞时，需用其他不污染岩样的物质（如混凝土或者 有机玻璃胶等）充填。 6.1.3.2将包封好的岩样放回低温环境里再次充分冷冻。 6.1.3.3以合适的压力（常用2.75MPa）对岩样封压，使包封材料与岩样充分结合。 6.2岩样清洗 岩样清洗按GB/T29172—2012的要求执行。 2 SY/T6385—2016 6.3岩样烘干 岩样烘干按GB/T29172—2012的要求执行。 6.4确定上覆压力 按SY/T5815的规定执行。 6.5测试介质 孔隙度测定气体为干燥的工业级氨气，渗透率测定气体为干燥的工业级氨气、氮气或空气。 7实验步骤 7.1测定岩样颗粒体积或孔隙体积 按GB/T29172一2012的要求测定，测定数据记录参考附录A。 7.2测定覆压下孔隙度和渗透率 7.2.1仪器准备：接通电源整机充分预热，对仪器的压力系统、参比系统进行实验前的校准。 7.2.2按照GB/T29172—2012的要求测定岩样在常压下的孔隙度和渗透率。 7.2.3岩样安装：将岩样装入岩心夹持器中，按要求对岩样施加初始压力，一般为5.00MPa。 7.2.4按实验要求逐点增加上覆压力，保持压力恒定，测定岩样在各个压力点的孔隙体积和渗透率。 直到6.4确定的最高上覆压力点时结束实验（至少测定5个压力点），测定数据记录参考附录A。 7.2.5实验完成后，取出岩样，按仪器要求关闭气源和电源，并做必要的除尘和维护。 8数据处理 8.1孔隙度计算 8.1.1总体积 覆压下岩石孔隙度测定样品为规则的柱塞样，总体积的测定用游标卡尺直接丈量岩样的长度和直 径，通过公式（1）计算其总体积。 元DL (1) 4 式中： V一一岩样总体积，单位为立方厘米（cm）： D岩样直径，单位为厘米（cm）； L一岩样长度，单位为厘米（cm)。 对于疏松岩样必须考虑包封材料的影响，用游标卡尺直接丈量包封后岩样的长度、直径、岩样轴 面包封层厚度和岩样端面包封层厚度，通过公式（2）计算其总体积。 (2) 4 式中： 3 SY/T6385—2016 d一岩样轴面包封层厚度，单位为厘米（cm）； 1一岩样端面包封层厚度，单位为厘米（cm）。 8.1.2 孔隙体积 依据波义耳定律实现不同覆压下岩样孔隙体积的测定，即岩样与一固定体积的压力容器连接，该 容器充满一定压力的测试气体，测定该压力容器与岩样孔隙连通前后的压力，通过公式（3）计算岩 样在不同压力下的孔隙体积。 p,V, = p2(V, +V,) (3) 式中： P,一一压力容器充满气体的初始压力，单位为兆帕（MPa）； 一压力容器气体与岩样孔隙连通后的压力，单位为兆帕（MPa）； V 压力容器体积，单位为立方厘米（cm）； VP 岩样孔隙体积，单位为立方厘米（cm）。 8.1.3孔隙度 覆压下岩样孔隙度的计算必须考虑由于上覆压力增大而引起的岩样总体积的减小，计算方法见 公式（4)： ×100% (4) V,-AV. 式中： 中一—岩样孔隙度，用百分数表示， 岩样初始孔隙体积与任意压力下孔隙体积之差，单位为立方厘米（cm"）。 8.2渗透率计算 8.2.1气体稳态法渗透率的计算 气体稳态法渗透率计算的一般方程参见GB/T29172一2012中的7.2.1。不同仪器，在渗透率测定 过程中采集的参数不同，其计算方法也不同，在实际测定中常用两种类型的渗透率测定仪，对应公式 (5）和公式（6）来计算渗透率。 2 po··μ·L×103 K,= (5) A·(p-p) 式中： 大气压力，单位为兆帕（MPa）； Po 进口端压力，单位为兆帕（MPa）； P P2 出口端压力，单位为兆帕（MPa）； -大气压力下气体的体积流量，单位为立方厘米每秒（cm/s）； 测试气体黏度，单位为毫帕秒（mPa·s）； Hg 7 岩样长度，单位为厘米（cm）； A- 岩样横截面积，单位为平方厘米（cm²）。 4